网络监控交换机选择.doc

网络监控交换成机选择问题: 不稳定的网络监控系统,不光是视频卡顿,而是会存在大量的视频包丢失,各种糟糕的用户体验. 高清监控在安防监控领域越来越广泛，特别是网络高清的增长迅猛。然而网络系统的技术对于安防行业相对于比较陌生。在第4期我们讲道了网络监控的延时和网络架构对监控的影响，这期我们重点讲中小型网络监控项目,网络交换设备的选择。如果以保障效果为前提, 首要建议是独立搭建视频监控网络,与办公网络隔离. 监控网络有三层架构方式：核心层,汇聚层,接入层,传输中继层 上行: 网络摄像机传输视频(主码流+辅码流), NVR/监控平台转发流,少量控制命令下行: NVR存储/磁盘阵列/监控平台服务器, 解码器/解码矩阵, 客户访问端以选用720P的摄像机为例，分别选择对应交换机。 前端20路720P接入1个接入层交换机 * 传输中继层（延长距离，和讲就近几个摄像头接入到一条网线上） 为了覆盖到各个摄像头和远距离传输,监控需要用到小路数的交换机作为传输的中继/汇聚. 如果不需要进行汇聚,甚至于可以选择网线的延长器来处理. 传输中继层交换机通常100M普通交换机即可. 不建议多级级联，远距离用光纤。 *接入层交换机的选择（连接前端摄像机，并将视频数据上传汇聚层）通常选择原则是：低于12路720P，选100M上行交换机即可；超过12路720P选千兆上行线速交换机，x个100M端口，2个1000M电口。例如：720P网络摄像机码流大致为4.5Mbps,20个摄像机就是20*4.5=90Mbps，也就是说接入层交换机上传端口必须满足90Mbps/S的传输速率要求,考虑到交换机实际传输速率(通常为标称值的30%，100M的也就30M左右)，所以接入层交换机应选用具有1000M上传口的交换机。接入层如果选择24口交换机满负荷运行，则背板带宽最好在8.8Gbps以上，包转发率在6.55Mpps/S。* 汇聚层交换机的选择（接收接入层交换机数据，存储（NVR/磁盘整列连接），矩阵/解码器/客户访问端，并与核心层相连） 基本所有的视频流在这一层交互，其带宽压力是最大的，需要同时考虑上/下行压力。系统前端摄像头路数在12路720P以内，用100M即可。12路以上建议用全千兆电口交换机。 * 核心层（作为管理，控制，远处访问，视频转发）功能完善，可靠性更为重要。视频转发需求数量和并发特性决定选择用什么性能的交换机。-案例： 有个园区网，500多个高清摄像机，码流34兆，网络结构分接入层-汇聚层-核心层。存储在汇聚层，每个汇聚层对应170个摄像机。背板带宽 所有端口容量X端口数量之和的2倍应该小于背板带宽，可实现全双工无阻塞的线速交换，证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。例如：一台最多可以提供48个千兆端口的交换机，其满配置容量应达到 482G2= 192Gbps，才能够确保在所有端口均在全双工时，提供无阻塞的线速包交换。包转发率 满配置包转发率(Mbps)=满配置GE端口数1.488Mpps+满配置百兆端口数0.1488Mpps ，其中1个千兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为1.488Mpps。例如：如果一台交换机最多能够提供24个千兆端口，而宣称的包转发率不到35.71 Mpps(24 x 1.488Mpps = 35.71)，那么就有理由认为该交换机采用的是有阻塞的结构设计。一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机 背板相对大，吞吐量相对小的交换机，除了保留了升级扩展的能力外就是软件效率/专用芯片电路设计有问题；背板相对小，吞吐量相对大的交换机，整体性能比较高。摄像机码流 影响清晰度的因素，通常是视频传输的码流设定（包含了编码发送及接收设备的编解码能力等），这是前端摄象机的性能，与网络无关。通常用户认为清晰度不高，认为是网络原因造成的想法实际是个误区。一根千兆链路能够支持数据传输码流：4Mbps接入：24*4=96Mbps1000Mbps4435.2Mbps汇聚：170*4=680Mbps1000Mbps4435.2Mbps接入交换机 接入层交换机，主要考虑到接入到汇聚之间的链路带宽。也即交换机的上联链路容量需要大于同时容纳的摄象机数*码率。这样视频实时录像就没有问题，但是如果有用户在实时看到录像，就还需要考虑到这个带宽，每个用户查看一个视频占用的带宽就是4M，如果一个接入交换机的每个摄象机都有一个人在看，就需要摄象机数*码率*（1+N）的带宽，24*4*（1+1）=128M 汇聚交换机 在汇聚层需要同时处理170只摄象机的3-4M码流（170* 4M=680M），也就意味着汇聚层交换机需要支持同时转发680M以上的交换容量。一般存储都接在汇聚上，所以视频录像是线速转发。 但要考虑到实时查看监控的带宽，每个连接占用4M，一条1000M的链路可以支持250个摄像头被调试调用。每台接入交换机接24个摄像头。250/24，相当于网络可以承受每个摄像头同时有10位用户在实时查看的压力。 核心交换机 核心交换机，需要考虑交换容量以及到汇聚的链路带宽，因为存储是放置在汇聚层的，所以核心交换机没有视频录像的压力，即只要考虑同时多少人看多少路视频。假设该案内，同时有10人监看，每人看16路视频，即交换容量需要大于10*16*4=640M，基本不用考虑。 在局域网内的视频监控进行交换机选择时，接入层和汇聚层交换机的选择通常只需要考虑交换容量的因素就够了。因为用户通常都是通过核心交换机连接并获取视频的。交换机选择的重点 在局域网内的视频监控